Von: Arno K.
Kernphysik

Elektronen-Spin beeinflusst den Zerfall von Molekülen

Die Eigenschaft der Spiegelsymmetrie bedeutet bei komplexen Molekülen auch ein gespiegeltes Drehverhalten. Die Händigkeit zwischen den Elementarteilchen sorgt dafür, dass die Moleküle rechtsdrehend oder linksdrehend vorkommen. Von dieser Bewegung ist auch die Stabilität der Moleküle abhängig. In einer jetzt veröffentlichten Versuchstudie wird die Vester-Ulbricht-Hypothese von vor über 60 Jahren gestützt.

Auf der Erde kommt ausnahmslos rechtsdrehende DNS vor.
© 4designersart / fotolia.com

Nebraska (U.S.A.). Bereits in den 1950er Jahren wurde eine Auffälligkeit der Kernphysik untersucht. Demnach beschreibt die Vester-Ulbricht-Hypothese ein Übergewicht an linksdrehenden - gegenüber rechtsdrehenden Elektronen beim Zerfall eines radioaktiven Kerns. Diese Erkenntnis bezieht auch die Zeit ein, vor der Entstehung von Leben auf der Erde. Aus dem Zerfall von radioaktiven Elementen vor vielen Milliarden Jahren sollen zugunsten der rechtshändigen Elektronen die überwiegend linkshändigen Vorgänger der DNS zerfallen sein. Die Spirale des heutigen DNS-Moleküls ist ausnahmslos rechtshändig drehend.

Unterschiedliche Reaktionen von Molekülen bei unterschiedlichen Händigkeiten der Eletronen

Joan Dreilling und Timothy Gay von der Universität Nebraska experimentieren auf dem Gebiet der Kernphysik und haben ihre Studie basierend auf der Vester-Ulbricht-Hypothese in der Physical Review Letters publiziert. Sie konnten zeigen, dass rechtshändige Moleküle leichter unter einem Elektronenstrahl brachen, wenn das Drehmoment der Elektronen mit dem Strahl statt dagegen zeigte. In ihren Versuchen nutzten Dreiling und Gay ein spezielles Gas für allmählich reagierende Elektronen. Bei dem Zusammentreffen von Elektron und Molekül zerbrach das Molekül in zwei Teile: ein neutrales und ein mit Elektrizität geladenes Teil. Bei dem elektrisch geladenen Teil konnten aufgrund einer registrierenden Elektrode die Stromstärke und die Zerfallsrate des Moleküls ermittelt werden.

Bei den Versuchen wurden sowohl organische Moleküle wie auch die Elektronen in beiden Drehvarianten eingesetzt, wiesen beide Experimentbestandteile die gleiche Händigkeit auf, zerbrachen die Moleküle um 0,03 Prozent häufiger.

Erkenntnis zum physikalischen Aufbau der Erde

Timothy Gay erklärt, dass in den Versuchen trotz der nur geringen Varianz jetzt mit Sicherheit eine Unregelmäßigkeit der Elektronen in Reaktion mit gleichdrehenden Molekülen nachgewiesen werden konnte. Die von ihm und Joan Dreilling veröffentlichte Studie soll auch zu weiteren Antworten auf umfassende Fragen führen, wie etwa den Einfluss der nun nachgewiesen sehr geringen Varianz auf biomolekularer Ebene der Erde.

Folgen Sie uns
Oft gelesen